EP1976704B1 - Drucker mit einem belichtungskopf - Google Patents

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EP1976704B1
EP1976704B1 EP07722749A EP07722749A EP1976704B1 EP 1976704 B1 EP1976704 B1 EP 1976704B1 EP 07722749 A EP07722749 A EP 07722749A EP 07722749 A EP07722749 A EP 07722749A EP 1976704 B1 EP1976704 B1 EP 1976704B1
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EP
European Patent Office
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reflectors
lamp
printer
printer according
image plane
Prior art date
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EP07722749A
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EP1976704A2 (de
Inventor
Albrecht Schierholz
Dieter Stellmach
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Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2007—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using radiant heat, e.g. infrared lamps, microwave heaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/0015—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
    • B41J11/002—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating
    • B41J11/0021—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J11/0015—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
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    • B41J11/0021—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation
    • B41J11/00218—Constructional details of the irradiation means, e.g. radiation source attached to reciprocating print head assembly or shutter means provided on the radiation source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun

Definitions

  • the invention relates to a printer according to the preamble of claim 1, in particular a serial printer, with an exposure head for the exposure of printed images with light-curing ink.
  • Serial printers or line printers are printers that print characters one after the other within a single line. They are inexpensive to manufacture, reliable in operation and small in size, so that they are suitable as Auftischonul. Printers of this type are widely used as type printers, dot matrix printers or as ink printers. If light-curing ink is used in an ink printer, then an exposure head guided on a carriage is required in addition to the print head, which exposes and cures the printed image after printing with high radiation intensity.
  • an exposure head in which a lamp is at least partially surrounded by reflectors is arranged, with elliptical and planar reflectors are provided which direct the radiation emitted by the lamp to a light-curing ink printable image plane.
  • an "inkjet recording apparatus” known, comprising an exposure head for exposure of printed images and an exposure head housing in which a reflector is at least partially surrounded lamp is arranged, which emits in operation radiation, which passed through the reflectors on a printable with light-curing ink image plane wherein elliptical reflectors and planar reflectors are mounted in the exposure head housing and the planar reflectors are disposed on opposite side walls of the exposure head housing.
  • the printer according to the invention has an exposure head for exposure of printed images with an exposure head housing, in which a lamp is at least partially surrounded by reflectors emitted during operation radiation, which is passed through the reflectors on a light-curing ink printable image plane.
  • a lamp is at least partially surrounded by reflectors emitted during operation radiation, which is passed through the reflectors on a light-curing ink printable image plane.
  • planar reflectors are arranged on opposite side walls of the exposure head housing and designed as cross reflectors.
  • the edge region which is typically formed with a lower radiation intensity with respect to the center region, is irradiated more intensely by the printing image plane.
  • the reflection surfaces of the cross reflectors are inclined relative to the main beam direction of the lamp, that the focused beam area is reinforced at the edge in the print line direction by the reflected image of the lamp in the focal plane.
  • the cross reflectors In order to increase the edge area of the illuminated print image section, it is provided that the cross reflectors, viewed from the lamp in the direction of the print image plane, run apart like a funnel. By enlarging the illuminated print image section, the residence time required to cure the ink is reduced. Therefore, the printing speed of the printer can be increased.
  • planar reflectors are arranged on the opposite side of the lamp to the printing image plane and are designed as reflector elements.
  • the radiation emitted by the lamp in the direction opposite to the printing image plane is directed onto the printing image plane.
  • the heating of the exposure head housing is reduced by the radiation of the lamp.
  • the printer has an exposure head for exposing printed images and an exposure head housing in which a lamp is at least partially surrounded by reflectors which emits radiation during operation, which by the reflectors on a printable with a light-curing ink image plane is directed.
  • the invention provides that a fan unit is connected via at least one air duct with the exposure head, wherein the air duct opens into a cooling air space between the reflectors and the side walls of the exposure head housing.
  • the luminous element of the lamp is located in an interior space insulated from the reflectors.
  • an optimal operating state of the lamp is achieved, which has a positive effect on the life.
  • intensive cooling of the lighting head is achieved in the smallest space.
  • the lamp is mounted in the exposure head housing via at least one lamp socket, the lamp socket protruding into the air duct. This effectively cools the lampholder in the airflow and effectively reduces heat dissipation to the exposure head housing.
  • This air guide is particularly important when using a mercury vapor lamp with operating temperatures of about 900 ° C, to prevent the exposure head housing is thermally damaged.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention provides that in the printer housing a blow-out opening for discharging heated exhaust air is provided, which is preferably arranged corresponding to the outlet opening of the air channel of the exposure head housing. This ensures that the loss heat produced in the exposure head housing by its lamp in its operation can be transported via a cooling medium such as air, for example, into the environment.
  • Fig. 4A the ellipse carrier in 2 views.
  • the invention relates to a printer, preferably a serial printer with a printer housing, in which an exposure head is mounted.
  • the exposure head is the essential component of the invention. Therefore, the figures show only the exposure head and not the printer.
  • the exposure head comprises an exposure head housing with elbows (1, 2). On the angle pieces (1, 2) a printed circuit board (3) with plug (4) and designed as a fan unit fan (10) with filter (5) are placed. Side of the two angle pieces (1, 2) identical exhaust air ducts (6, 7) are mounted, the removable segments (8, 9) have. By mutual removal of the segments (8, 9) in the exhaust air ducts (6, 7) arise output openings through which heated in the exposure head exhaust air (44) can be selectively blown on one side from the exposure head housing. At least one of these outlet openings is in fluid communication with a correspondingly provided in the printer housing discharge opening to convey the heated exhaust air from the printer, eg. In the environment.
  • the printer housing are mounted as a guide means for the exposure head and a printer head with light-curing ink carriage or rails over which the exposure head and the printer head during the printing process of the printer, controlled by a drive, traversing between two lateral end positions is moved.
  • the printer housing has only one exhaust opening.
  • the discharge opening of the printer housing and the outlet opening of the exhaust air duct (6, 7) are arranged relative to one another such that the openings are in flow connection in an end position of the exposure head. In this position, the exposure head is briefly stopped during printing and the heated exhaust air is blown out of the printer housing.
  • the exposure head additionally contains elliptical reflectors (11, 12) and cross reflectors (13, 14).
  • the light exit opening is covered by a glass pane (15), which is secured by the spring elements (16, 17) lying in the beam shadow.
  • a lamp (18) of the exposure head is not shown in this view.
  • the exposure head housing is essentially formed by the two identical angle pieces (1, 2), which are firmly connected to each other.
  • two ellipse carriers (20, 21) are inserted at a distance (19), each containing two elliptical recesses (22, 23).
  • the elliptical reflectors (11, 12) of the Inserted light exit side ago. Since the recesses (22, 23) are only slightly wider than the thickness of the elliptical reflectors (11, 12), these have after mounting the exact calculated geometric shape on its reflector surface.
  • a protective shield (28) which shields the scattered radiation of the lamps (18) towards the top and in addition the two inner tabs (24,25) of the angle pieces (1, 2) against forces of socket springs (29, 30) stabilized.
  • the printed circuit board (3) with the plug (4) for the electrical supply of the exposure head is provided, which is covered by the fan (10) with the upstream air filter (5).
  • the light exit opening of the exposure head is covered with the glass pane (15) against contamination and damage.
  • the glass pane (15) is held by spring elements (16, 17), which are engaged in the radiation shadow behind an angled bend (31, 32) of the elliptical reflectors (1, 2). As a result, annealing of the spring elements in the direct beam path is avoided.
  • the cooling air flow in the exposure head is three-dimensional and is shown for one side by the dashed line (44). On the other hand, the cooling air duct is mirror-inverted.
  • the lamp (18) emits light uniformly on all sides on its cylindrical jacket. It is arranged in a first focal point (34) of the elliptical reflectors (11, 12). In a second focal point (35) is a printing image plane (40) of the printer. Above the lamp (18), the cross reflectors (13, 14) have a region (36, 37) formed as reflector elements. This is inclined to the main beam axis (38) such that the reflected radiation (49) is largely radiated past the luminous element (39) of the lamp (18) so as not to unnecessarily heat it and to the reflected radiation (49) in addition to the exposure the print image plane (40) to use.
  • the light radiated radially by the luminous element (39) of the lamp (18) is focused by the elliptical reflectors (11, 12) in a region (45) of the printing image plane (40) and thus by a direct comparison with the direct radiation of the lamp (18) Multiple amplified.
  • this region (45) with higher irradiance in the direction of the longitudinal axis of the lamp (18) is only as long as the luminous element (39) of the lamp (18).
  • the longest possible exposure zone with a corresponding exposure intensity in the printing image plane (40) in the printing direction is advantageous.
  • the cross reflectors (13, 14) are inclined obliquely to the main beam direction (38) of the lamp (18) to the extent that the reflected images (46) of the filament (39) through the cross reflectors (13, 14 ) are respectively imaged on the printing image plane (40) following the area (45) produced by the elliptical reflectors (11, 12) with high light intensity.
  • the exposure head and the blower unit are connected to each other via an air duct, which is guided along the dashed line designated 44.
  • the air duct is guided past the luminous element (39) of the lamp (18), with the lamp socket (26, 27) protruding into the air duct.
  • This opens into a cooling air space (48) between the reflectors (11,12,13,14) and the side walls of the exposure head housing and is thereby in communication with the exhaust air duct (7, 8).

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Drucker gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere einen Serialdrucker, mit einem Belichtungskopf zur Belichtung von Druckbildern mit lichtaushärtender Tinte.
  • Serialdrucker bzw. Zeilendrucker sind Drucker, die Zeichen für Zeichen nacheinander innerhalb einer Zeile drucken. Sie sind kostengünstig herzustellen, zuverlässig im Betrieb und klein in den Abmessungen, so dass sie sich als Auftischgeräte eignen.
    Drucker dieser Art sind als Typendrucker, Nadeldrucker oder als Tintendrucker weit verbreitet. Wird in einem Tintendrucker lichthärtende Tinte verwendet, dann ist zusätzlich zum Druckkopf ein auf einen Schlitten geführter Belichtungskopf erforderlich, der das Druckbild nach dem Drucken mit hoher Strahlungsintensität belichtet und damit aushärtet.
  • Zur Erzielung hoher Strahlungsintensitäten ist es bei Bogenoffset-Druckmaschinen bekannt, Belichtungsköpfe mit Quecksilberdampflampen zu verwenden, die bei Betrieb Temperaturen von ca. 900°C erreichen. Derartige Belichtungsköpfe sind jedoch wegen ihrer großen Abmessungen von und der installierten großen elektrischen Leistung nicht für den Einsatz in Auftischgeräten geeignet. Die Ableitung der entstehenden Wärmemenge, die oft im Kilowattbereich liegt, würde bei Auftischgeräten zu unüberwindliche Schwierigkeiten führen. Teilweise werden flüssigkeitsgekühlte Belichtungsköpfe bei Bogenoffset-Druckmaschinen verwendet, die Kühlaggregate erfordern, deren Abmessungen allein die eines Auftischgerätes bei weitem übertreffen.
  • Auch bei Großplotteranlagen, die mit mehreren Druckköpfen auf einem Schlitten mehrere Zeilen eines Druckbildes gleichzeitig erzeugen, ist der Einsatz von Belichtungsköpfen bekannt. Sie werden mit Luft gekühlt und sind wegen ihrer großen Abmessungen von und ihrer großen elektrischen Verlustleistung nicht für Auftischgeräte geeignet. Ihre starken Lüfter erzeugen Lärm, der den zulässigen Lärmpegel von Auftischgeräten für Büroanwendungen weit überschreitet. Dieser Lärm gelangt ungedämpft direkt in die Umgebung, da die Großplotteranlagen ohne ein Gehäuse ausgestattet sind. Bei Montage eines Gehäuses besteht die Gefahr, dass sich die Wärmeenergie im Gehäuse staut und thermische Schäden verursacht. Außerdem sind die Belichtungsköpfen mit ihren zur Strahlenleitung eingesetzten Reflektoren uneffektiv für die Anforderungen eines Seriendruckers gestaltet, da sie lange gestreckte röhrenähnliche Lampen verwenden.
  • Aus der FR 2 234 966 A ist ein Belichtungskopf bekannt, in dem eine von Reflektoren zumindest teilweise umgebene Lampe angeordnet ist, wobei elliptische sowie ebene Reflektoren vorgesehen sind, die die von der Lampe emittierte Strahlung auf eine mit lichtaushärtender Tinte bedruckbare Druckbildebene leiten.
  • Aus der EP 1 520 718 Al ist ein "inkjet recording apparatus" bekannt, mit einem Belichtungskopf zur Belichtung von Druckbildern und einem Belichtungskopfgehäuse, in dem eine von Reflektoren zumindest teilweise umgebene Lampe angeordnet ist, die bei Betrieb Strahlung emittiert, welche durch die Reflektoren auf eine mit lichtaushärtender Tinte bedruckbare Druckbildebene geleitet wird, wobei elliptische Reflektoren sowie ebene Reflektoren in dem Belichtungskopfgehäuse montiert sind und die ebenen Reflektoren auf einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Belichtungskopfgehäuses angeordnet sind.
  • Aus der US 6 649 921 B1 ist bekannt eine Lampe zumindest teilweise umgeben von Reflektoren anzuordnen, wobei die Lampe bei Betrieb Strahlung emittiert, wobei elliptische Reflektoren sowie ebene Reflektoren vorgesehen sind und die ebenen Reflektoren auf einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Belichtungskopfgehäuses angeordnet sind.
  • Der Erfindung liegt ausgehend von diesem Technikstand daher die Aufgabe zugrunde, einen Drucker mit einem Belichtungskopf zur Aushärtung von lichthärtender Tinte zu offenbaren, der als Auftischgerät für Büroanwendungen geeignet ist und bei dem der fokussierte Strahlbereich am Rand in Druckzeilenrichtung in der Fokusebene verstärkt wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Drucker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Drucker weist einen Belichtungskopf zur Belichtung von Druckbildern mit einem Belichtungskopfgehäuse auf, in dem eine von Reflektoren zumindest teilweise umgebene Lampe angeordnet ist, die bei Betrieb Strahlung emittiert, welche durch die Reflektoren auf eine mit lichtaushärtender Tinte bedruckbare Druckbildebene geleitet wird. Damit derartige Drucker als Auftischdrucker verwendet werden können, ist es wichtig, dass die von der Lampe auf die Druckbildebene emittierte Strahlung in ihrer Intensität groß genug ist, um die Tinte auszuhärten und dass die von der Lampe des Belichtungskopfs ausgesendete Verlustwärme mit einem in einen Auftischdrucker integrierbaren Kühler aus dem Belichtungskopf und aus dem Drucker bspw. in die Umgebung abgeführt werden kann.
  • Diese Vorteile werden erfindungsgemäß durch eine Anordnung von elliptischen Reflektoren sowie ebenen Reflektoren in dem Belichtungskopfgehäuse erreicht.
  • Denn durch die Kombination der geometrisch unterschiedlichen Reflektoren wird ein weit aus größerer Teil der von der Lampe in alle Richtungen emittierte Strahlung auf die Druckbildebene geleitet als allein durch elliptische Reflektoren. Dies geschieht einerseits dadurch, dass die ebenen Reflektoren auf einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Belichtungskopfgehäuses angeordnet und als Kreuzreflektoren ausgebildet sind.
  • Hierdurch wird der typischerweise gegenüber den Mittenbereich mit einer geringeren Strahlungsintensität ausgebildete Randbereich von der Druckbildebene intensiver bestrahlt.
  • Dabei sind die Reflektionsflächen der Kreuzreflektoren so gegen die Hauptstrahlrichtung der Lampe geneigt, dass der fokussierte Strahlbereich am Rand in Druckzeilenrichtung durch die reflektierte Abbildung der Lampe in der Fokusebene verstärkt wird.
  • Um den Randbereich des beleuchteten Druckbildabschnitts noch zu vergrößern, ist vorgesehen, dass die Kreuzreflektoren, von der Lampe in Richtung der Druckbildebene betrachtet, trichterartig auseinander laufen. Durch die Vergrößerung des beleuchteten Druckbildabschnitts wird die zur Aushärtung der Tinte benötigte Verweilzeit verringert. Deshalb kann die Druckgeschwindigkeit des Druckers erhöht werden.
  • Zur Erhöhung der Strahlungsintensität ist es auch möglich, dass die ebenen Reflektoren auf der zu der Druckbildebene gegenüberliegenden Seite der Lampe angeordnet und als Reflektorelemente ausgebildet sind.
  • Durch diese Reflektorelemente wird die von der Lampe in zur Druckbildebene entgegengesetzter Richtung emittierte Strahlung auf die Druckbildebene geleitet. Hierdurch wird neben der Erhöhung der Strahlungsintensität auf der Druckbildebene erreicht, dass die Erwärmung des Belichtungskopfgehäuses durch die Strahlung der Lampe verringert wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist bevorzugt, dass der Drucker einen Belichtungskopf zur Belichtung von Druckbildern und einen Belichtungskopfgehäuse aufweist, in dem eine von Reflektoren zumindest teilweise umgebene Lampe angeordnet ist, die bei Betrieb Strahlung emittiert, welche durch die Reflektoren auf eine mit lichtaushärtender Tinte bedruckbaren Druckbildebene geleitet wird. Bei diesem Drucker ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Gebläseeinheit über mindestens einen Luftleitkanal mit dem Belichtungskopf verbunden ist, wobei der Luftleitkanal in einen Kühlluftraum zwischen den Reflektoren und den Seitenwänden des Belichtungskopfgehäuses mündet.
  • Durch diesen Aufbau befindet sich der Leuchtkörper der Lampe in einem von den Reflektoren isolierten Innenraum. Dadurch wird ein optimaler Betriebszustand der Lampe erreicht, was sich auf die Lebensdauer positiv auswirkt. Zusätzlich wird eine intensive Kühlung des Beleuchtungskopfes auf kleinsten Raum erreicht.
  • Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die Lampe in dem Belichtungskopfgehäuse über mindestens eine Lampenfassung befestigt, wobei die Lampenfassung in den Luftleitkanal ragt. Hierdurch wird die Lampenfassung effektiv im Luftstrom gekühlt und die Wärmeableitung auf das Belichtungskopfgehäuse wirksam reduziert. Diese Luftführung ist besonders bei Verwendung einer Quecksilberdampflampe mit Betriebstemperaturen von ca. 900°C wichtig, um zu verhindern, dass das Belichtungskopfgehäuse thermisch geschädigt wird.
  • Zur Abführung von aufgeheizter Luft bzw. der Verlustwärme aus dem Belichtungskopf ist ein mit dem Belichtungskopf verbundener Abluftkanal mit einer Eingangs- und Ausgangsöffnung vorgesehen. Zweckmäßiger Weise ist vorgesehen, dass die Eingangsöffnung des Abluftkanals zwischen den Seitenwänden des Belichtungskopfgehäuses und den Reflektoren angeordnet ist. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass im Druckergehäuse eine Ausblasöffnung zur Abführung von aufgeheizter Abluft vorgesehen ist, welche vorzugsweise korrespondierend zu der Ausgangsöffnung des Luftkanals von dem Belichtungskopfgehäuse angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, dass die im Belichtungskopfgehäuse von seiner Lampe in ihrem Betrieb produzierte Verlustwärme über ein Kühlmedium wie Luft bspw. in die Umgebung transportiert werden kann.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen
    • Fig. 1
    ein Ausführungsbeispiel des Belichtungskopfes in perspektivischer Ansicht,
    Fig. 2
    eine perspektivische Ansicht auf die Lichtaustrittsseite des Belichtungskopfes,
    Fig. 3
    einen Querschnitt durch den Belichtungskopf mit seiner Strahlenführung und seiner Kühlluftführung,
    Fig. 3A
    einen projizierten Querschnitt des Belichtungskopfes der Fig.3,
    Fig. 4
    einen Querschnitt durch den Belichtungskopf mit der Kühlluftführung und einem Teil der reflektierten Strahlung, und
  • Fig. 4A den Ellipsenträger in 2 Ansichten.
  • Die Erfindung betrifft einen Drucker, vorzugsweise einen Serialdrucker mit einem Druckergehäuse, in dem ein Belichtungskopf montiert ist. Der Belichtungskopf ist das wesentliche Bauteil der Erfindung. Deshalb zeigen die Figuren lediglich den Belichtungskopf und nicht den Drucker.
  • Gemäß der perspektivischen Ansicht nach Fig.1 umfasst der Belichtungskopf ein Belichtungskopfgehäuse mit Winkelstücken (1, 2). Auf die Winkelstücke (1, 2) sind eine Leiterplatte (3) mit Stecker (4) und ein als Gebläseeinheit ausgebildeter Ventilator (10) mit Filter (5) aufgesetzt. Seitlich an die beiden Winkelstücke (1, 2) sind identische Abluftkanäle (6, 7) angebracht, die entfernbare Segmente (8, 9) aufweisen. Durch wechselseitiges Entfernen der Segmente (8, 9) in den Abluftkanälen (6, 7) entstehen Ausgangsöffnungen, durch die in dem Belichtungskopf aufgeheizte Abluft (44) gezielt einseitig aus dem Belichtungskopfgehäuse geblasen werden kann.
    Wenigstens eine dieser Ausgangsöffnungen steht in Strömungsverbindung mit einer korrespondierend in dem Druckergehäuse vorgesehener Ausblasöffnung, um die aufgeheizte Abluft aus dem Drucker, bspw. in die Umgebung, zu befördern.
    In dem Druckergehäuse sind als Führungsmittel für den Belichtungskopf und einen Druckerkopf mit lichthärtender Tinte Schlitten oder Schienen montiert, über die der Belichtungskopf und der Druckerkopf beim Druckvorgang des Druckers, über einen Antrieb gesteuert, traversierend zwischen zwei seitlichen Endstellungen bewegt wird. Um eine gute Schalldämpfung durch das Druckergehäuse zu erreichen und dennoch die erhitzte Abluft abführen zu können, weist das Druckergehäuse lediglich eine Ausblasöffnung auf. Die Ausblasöffnung des Druckergehäuses und die Ausgangsöffnung des Abluftkanals (6, 7) sind derart zueinander angeordnet, dass die Öffnungen in einer Endstellung des Belichtungskopfes in Strömungsverbindung stehen. In dieser Stellung wird der Belichtungskopf beim Drucken kurz gestoppt und die erhitzte Abluft aus dem Druckergehäuse geblasen.
  • Gemäß der perspektivischen Ansicht auf die Lichtaustrittsseite des Belichtungskopfes in Fig. 2 enthält der Belichtungskopf zusätzlich elliptische Reflektoren (11, 12) sowie Kreuzreflektoren (13, 14). Die Lichtaustrittsöffnung wird durch eine Glasscheibe (15) abgedeckt, die von den Federelementen (16, 17) im Strahlenschatten liegend gesichert wird.
    Eine Lampe (18) des Belichtungskopfes ist in dieser Ansicht nicht gezeigt.
  • Gemäß Fig. 3 und Fig. 3A wird das Belichtungskopfgehäuse im Wesentlichen durch die zwei gleichartigen Winkelstücke (1, 2) gebildet, die miteinander fest verbunden sind. In den durch die Winkelstücke (1, 2) gebildeten Innenraum werden mit einem Abstand (19) zwei Ellipsenträger (20, 21) eingesetzt, die je zwei ellipsenförmig verlaufende Aussparungen (22, 23) enthalten.
    In diese Aussparungen (22, 23) werden die elliptischen Reflektoren (11, 12) von der Lichtaustrittsseite her eingeschoben. Da die Aussparungen (22, 23) nur geringfügig breiter sind als die Dicke der elliptischen Reflektoren (11, 12), besitzen diese nach der Montage die exakte berechnete geometrische Form an ihrer Reflektoroberfläche.
    Zur Halterung und zur Stromzuführung sind an mit 24 und 25 bezeichneten abgewinkelten Innenlappen der Winkelstücke (1, 2) beidseitig Lampenfassungen (26, 27) angebracht. Oberhalb der Lampe (18) befindet sich ein Schutzschild (28), das die Streustrahlung der Lampen (18) nach oben hin abschirmt und zusätzlich die beiden Innenlappen (24,25) der Winkelstücke (1, 2) gegen Kräfte von Fassungsfedern (29, 30) stabilisiert.
    Oberhalb der Winkelstücke (1,2) ist die Leiterplatte (3) mit dem Stecker (4) zur elektrischen Versorgung des Belichtungskopfes vorgesehen, die von dem Ventilator (10) mit dem vorgeschalteten Luftfilter (5) abgedeckt wird.
    Die Lichtaustrittsöffnung des Belichtungskopfes ist mit der Glasscheibe (15) gegen Verschmutzung und Beschädigung abgedeckt. Die Glasscheibe (15) wird mit Federelementen (16, 17) gehalten, die im Strahlungsschatten hinter einer gebildeten Abwinklung (31, 32) der elliptischen Reflektoren (1, 2) eingerastet sind. Dadurch wird ein Ausglühen der Federelemente im direkten Strahlengang vermieden.
    Die Kühlluftführung im Belichtungskopf erfolgt dreidimensional und ist für eine Seite durch die gestrichelte Linie (44) dargestellt. Auf der anderen Seite erfolgt die Kühlluftführung spiegelbildlich.
  • Gemäß Fig. 4 und Fig. 4A strahlt die Lampe (18) an ihrem zylinderförmigen Mantel allseitig gleichmäßig Licht ab. Sie ist in einem ersten Brennpunkt (34) der elliptischen Reflektoren (11, 12) angeordnet. In einem zweiten Brennpunkt (35) befindet sich eine Druckbildebene (40) des Druckers.
    Oberhalb der Lampe (18) weisen die Kreuzreflektoren (13, 14) einen als Reflektorelemente ausgebildeten Bereich (36, 37) auf. Dieser ist derart zur Hauptstrahlachse (38) geneigt, dass die reflektierte Strahlung (49) weitgehend an dem Leuchtkörper (39) der Lampe (18) vorbei gestrahlt wird, um diese nicht unnötig zu erhitzen und um die reflektierte Strahlung (49) zusätzlich zur Belichtung der Druckbildebene (40) zu nutzen.
  • Das von dem Leuchtkörper (39) der Lampe (18) radial abgestrahlte Licht wird durch die elliptischen Reflektoren (11, 12) in einem Bereich (45) der Druckbildebene (40) fokussiert und damit gegenüber der direkten Strahlung der Lampe (18) um ein Vielfaches verstärkt.
  • Gemäß Fig.3 ist dieser Bereich (45) mit höherer Bestrahlungsdichte in der Richtung der LängsAchse der Lampe (18) gemessen nur so lang, wie der Leuchtkörper (39) der Lampe (18).
    Um das Druckbild mit möglichst hoher Druckgeschwindigkeit aushärten zu können, ist eine möglichst lange Belichtungszone mit entsprechender Belichtungsstärke in der Druckbildebene (40) in Druckrichtung vorteilhaft. Um dieses zu erreichen, sind die Kreuzreflektoren (13, 14) in dem Maße schräg zur Haupt-Strahlenrichtung (38) der Lampe (18) geneigt, dass die reflektierten Abbildungen (46) des Leuchtkörpers (39) durch die Kreuzreflektoren (13, 14) jeweils im Anschluss an den durch die elliptischen Reflektoren (11, 12) erzeugten Bereich (45) mit hoher Lichtintensität auf der Druckbildebene (40) abgebildet werden. Dadurch entsteht eine Zone (45, 46) hoher Strahlungsdichte, die sich über die gesamte Lichtaustrittsbreite des Belichtungskopfes erstreckt. Um den Aushärteprozess der Tinte nach dem Drucken zu beschleunigen und ein Verlaufen des Druckbildes zu vermeiden, ist die Druckbildebene nur 1 bis 2mm vom Beleuchtungskopf entfernt angeordnet.
  • Der Belichtungskopf und die Gebläseeinheit sind über einen Luftleitkanal miteinander verbunden, welcher entlang der mit 44 bezeichneten gestrichelten Linie geführt ist. Der Luftleitkanal ist an dem Leuchtkörper (39) der Lampe (18) vorbeigeführt, wobei die Lampenfassung (26, 27) in den Luftleitkanal ragt. Dieser mündet in einem Kühlluftraum (48) zwischen den Reflektoren (11,12,13,14) und den Seitenwänden des Belichtungskopfgehäuses und steht hierüber mit dem Abluftkanal (7, 8) in Strömungsverbindung.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Winkelstücke
    2
    Winkelstücke
    3
    Leiterplatte
    4
    Stecker
    5
    Filter
    6
    Abluftkanal
    7
    Abluftkanal
    8
    Entfernbares Segment
    9
    Entfernbares Segment
    10
    Ventilator
    11
    Ellipsenförmiger Reflektor
    12
    Ellipsenförmiger Reflektor
    13
    Kreuzreflektor
    14
    Kreuzreflektor
    15
    Glasscheibe
    16
    Blattfeder
    17
    Blattfeder
    18
    Lampe
    19
    Abstand
    20
    Ellipsenträger
    21
    Ellipsenträger
    22
    Ellipsenförmige Aussparung
    23
    Ellipsenförmige Aussparung
    24
    Abgewinkelter Innenlappen
    25
    Abgewinkelter Innenlappen
    26
    Lampenfassung
    27
    Lampenfassung
    28
    Schutzschild
    29
    Feder in Lampenfassung
    30
    Feder in Lampenfassung
    31
    Abwinkelung der Kreuzreflektoren
    32
    Abwinkelung der Kreuzreflektoren
    34
    Brennpunkt
    35
    Zweiter Brennpunkt
    36
    Reflektorelement
    37
    Reflektorelement
    38
    Hauptstrahlenrichtung der Lampe
    39
    Leuchtkörper
    40
    Druckbildebene
    41
    Lampenachse
    42
    Lampensockel
    43
    Lampensockel
    44
    Kühlluft
    45
    Bereich hoher Strahlungsdichte
    46
    Reflektierte Abbildung des Leuchtkörpers
    47
    Reflektorinnenraum
    48
    Kühlluftraum
    49
    Teil der reflektierten Strahlung
    50
    Ankerartige Aussparung im Schutzschild

Claims (14)

  1. Drucker, insbesondere Serialdrucker, mit einem Belichtungskopf zur Belichtung von Druckbildern und einem Belichtungskopfgehäuse, in dem eine von Reflektoren (11, 12, 13, 14, 36, 37) zumindest teilweise umgebene Lampe (18) angeordnet ist, die bei Betrieb Strahlung emittiert, welche durch die Reflektoren (11, 12, 13, 14, 36, 37) auf eine mit lichtaushärtender Tinte bedruckbare Druckbildebene (40) geleitet wird, wobei elliptische Reflektoren (11, 12) sowie ebene Reflektoren (13, 14, 36, 37) in dem Belichtungskopfgehäuse montiert sind, die Lampe (18) in einem ersten Brennpunkt (34) der elliptischen Reflektoren (11, 12) positioniert ist und die elliptischen Reflektoren (11, 12), die Lampe (18) und die Druckbildebene (40) derart zueinander angeordnet sind, dass sich ein zweiter Brennpunkt (35) der elliptischen Reflektoren (11, 12) im Bereich der Druckbildebene (40) befindet,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die ebenen Reflektoren auf einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Belichtungskopfgehäuses angeordnet und als Kreuzreflektoren (13, 14) ausgebildet sind, die zueinander in Bezug auf eine senkrecht auf der Druckbildebene (40) stehenden Ebene symmetrisch verlaufen, wobei die elliptischen Reflektoren (11, 12) eine Symmetrieebene aufweisen, die orthogonal zur Druckbildebene (40) und zur Symmetrieebene der Kreuzreflektoren (13, 14) ausgerichtet ist.
  2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreuzreflektoren (13, 14) von der Lampe (18) in Richtung der Druckbildebene (40) zueinander geneigt verlaufen.
  3. Drucker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreuzreflektoren (13, 14), von der Lampe (18) in Richtung der Druckbildebene (40) betrachtet, trichterartig auseinander laufen.
  4. Drucker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ebene Reflektorelemente (36, 37) auf der zu der Druckbildebene (40) gegenüberliegenden Seite der Lampe (18) angeordnet sind.
  5. Drucker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe (18) als Quecksilberdampflampe mit röhrenförmiger Geometrie ausgebildet ist.
  6. Drucker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ebenen Reflektorelemente (36, 37) in Querrichtung der Lampe (18) geneigt angeordnet ist.
  7. Drucker nach einem der Ansprüche 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Reflektorelemente ausgehend von den elliptischen Reflektoren (11, 12) und/oder Kreuzreflektoren (13, 14) in Querrichtung der Lampe (18) erstrecken.
  8. Drucker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gebläseeinheit über mindestens einen Luftleitkanal mit dem Belichtungskopf verbunden ist, wobei der Luftleitkanal in einen Kühlluftraum (48) zwischen den Reflektoren (11, 12, 13, 14) und den Seitenwänden des Belichtungskopfgehäuses mündet.
  9. Drucker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftleitkanal an dem Leuchtkörper (39) der Lampe (18) vorbeigeführt ist.
  10. Drucker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe (18) wenigstens eine Lampenfassung (26, 27) zur Befestigung im Belichtungskopf aufweist und die Lampenfassung (26, 27) in den Luftleitkanal ragt.
  11. Drucker nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abluftkanal (6, 7) mit einer Eingangs- und Ausgangsöffnung zur Abführung von aufgeheizter Luft mit dem Belichtungskopf verbunden ist.
  12. Drucker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsöffnung des Abluftkanals (6, 7) zwischen den Seitenwänden des Belichtungskopfgehäuses und den Reflektoren (11, 12, 13, 14) vorgesehen ist.
  13. Drucker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckergehäuse vorgesehen ist und in dem Druckergehäuse eine zur Ausgangsöffnung korrespondierend angeordnete Ausblasöffnung zur Abführung von aufgeheizter Abluft vorgesehen ist.
  14. Drucker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Drucker Führungsmittel für traversierende Bewegungen des Belichtungskopfs vorgesehen sind, wobei die Ausgangsöffnung des Abluftkanals (6, 7) zur Ausblasöffnung des Druckergehäuses in einer Stellung des Belichtungskopfes korrespondierend angeordnet ist.
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